油氣管道的內(nèi)腐蝕防護(hù)技術(shù)主要有:選用耐腐蝕金屬材料或非金屬材料、加注緩蝕劑、使用內(nèi)涂層或襯里、改變環(huán)境介質(zhì)成分等。
常用的耐腐蝕非金屬管材有以下3種:(1)擠壓熱塑性管 主要包括:①聚氯乙烯(PVC);②氯化聚氯乙烯(CPVC);③聚乙烯;④聚丙烯;⑤丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。其中應(yīng)用最廣的是PVC。 (2)玻璃纖維增強(qiáng)熱固塑料管(FRP) 通常使用的有兩種:①玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂;②玻璃纖維增強(qiáng)聚酯。玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂,是強(qiáng)度最高的非金屬管材,也是最貴的。 (3)水泥石棉 水泥石棉由普通水泥、石棉纖維和石英組成,是三種非金屬材料中最老的一種。這種材料的最大工作壓力可達(dá)1035kPa,而且相對(duì)易碎,必須小心使用。 非金屬管具有耐水腐蝕、質(zhì)量輕、易于連接和安裝、不需外部防護(hù)、流體模差損失小等優(yōu)點(diǎn)。但它也有工作溫度極限低、不抗振動(dòng)和沖擊、施工難度大等缺點(diǎn)。 緩蝕劑的選擇通常要按照下述步驟來進(jìn)行:(1)確定腐蝕原因和腐蝕類型。這是選擇腐蝕控制方法的第一步,當(dāng)然也是選擇緩蝕劑的第一步。這通常需要測(cè)定溶解氣體的類型和含量,分析腐蝕產(chǎn)物等。 (2)如果已經(jīng)清楚腐蝕問題所在,緩蝕劑銷售商通??梢詭椭M(jìn)行緩蝕劑選擇。也可以利用實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來進(jìn)行緩蝕劑的初步選擇。 (3)緩蝕劑的初步選擇完成后,便可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),利用不間斷的觀察,確定緩蝕劑的保護(hù)效果。當(dāng)確定緩蝕劑及加注濃度后,還需繼續(xù)監(jiān)測(cè),因?yàn)橄到y(tǒng)的腐蝕性會(huì)隨時(shí)間而變化。 (1)塑料涂層 在涂層和襯里上使用的有兩類塑料:熱塑性塑料和熱固性塑料。熱塑性塑料在加熱時(shí)變軟,但它可以在冷卻后重新獲得它原來的物理性能,例如PVC和聚乙烯。熱固性塑料加熱時(shí)變得更硬和更脆,冷卻時(shí)不能恢復(fù)原來狀態(tài),例如,酚醛塑料和環(huán)氧樹脂。 (2)水泥襯里 最廣泛使用的襯里的成分是水泥和砂子。管子用離心澆注法將襯里做到平均厚度6.35~9.5mm,具體厚度取決于管子的尺寸。所用普通水泥中三鈣鋁酸鹽的含量應(yīng)不大于3%,以便它可以抵抗水中的硫酸鹽離子的侵蝕。三鈣鋁酸鹽和硫酸鹽離子之間的反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致水泥膨脹和開裂。 水泥襯里的優(yōu)點(diǎn)是:價(jià)格低;新舊管材都可用;即使有一定量的裂紋也具有腐蝕保護(hù)作用,這是因?yàn)楣鼙诘膒H值通常足夠高,從而可以防止一定侵蝕。 水泥襯里的缺點(diǎn)是:水泥襯里會(huì)增加管子重量和減小管子內(nèi)徑;不能通過水泥襯里對(duì)管材進(jìn)行酸化,因?yàn)樗釙?huì)熔解水泥;難以進(jìn)行焊接連接,但可用石棉墊片和水硬性水泥進(jìn)行連接;過分的壓力波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致襯里嚴(yán)重開裂甚至失效。 (3)塑料襯里 塑料管可以插進(jìn)管道內(nèi)以提供內(nèi)腐蝕保護(hù)。常用的塑料襯里主要有以下3種: ①水泥灌漿襯里。塑料管插入被保護(hù)管線內(nèi),并將普通水泥泵入兩個(gè)管之間的環(huán)形空間,典型的塑料襯管為PVC和FBE。較長(zhǎng)的塑料管插入實(shí)際運(yùn)行的管線并可用普通水泥澆灌,諸如1000m長(zhǎng)的PVC和聚乙烯熱塑性管已經(jīng)流行使用,這種工序通常用來維修已嚴(yán)重腐蝕的管道。較短長(zhǎng)度的玻璃纖維管也已作為襯里使用,玻璃纖維除增加玻璃纖維/水泥漿/鋼復(fù)合系統(tǒng)的強(qiáng)度外,還增加其爆破壓力。 ②膨脹襯里。比聚乙烯具有更高韌性和延展性的高相對(duì)分子質(zhì)量、高密度聚乙烯塑料制造的襯管在管線中已得到廣泛使用。這種襯管通常以762~1524m的長(zhǎng)度插入管線,被襯里的管段用特種法蘭連接,對(duì)襯里施壓使塑料襯里膨脹直到襯里貼緊鋼管的內(nèi)壁,其最大操作溫度可達(dá)82℃。 ③黏接襯里。用熱固黏結(jié)劑將PVC黏結(jié)到管體上的方法來施加襯里。黏結(jié)劑施加在油管內(nèi)表面和PVC襯里的外表面,并使其晾干。然后將襯里插入管體,加熱、加壓,被熱軟化的塑料膨脹并黏結(jié)到管道的內(nèi)壁。 (1)避免縫隙 縫隙容易導(dǎo)致腐蝕,因此在管道設(shè)計(jì)與安裝過程中,需盡量避免人為制造縫隙。 (2)避免低流速區(qū) 過低的流速會(huì)導(dǎo)致固體和淤渣在低流速區(qū)沉淀出來,從而促進(jìn)濃差電池的形成,并成為細(xì)菌生長(zhǎng)的理想部位。管道內(nèi)介質(zhì)的流速不應(yīng)低于0.9m/s。 (3)避免高流速區(qū) 過高的流速將導(dǎo)致漏流,特別是存在懸浮顆粒和氣泡時(shí),將加速腐蝕,而且沖擊腐蝕和沖蝕腐蝕也會(huì)發(fā)生。當(dāng)經(jīng)濟(jì)可行時(shí),建議流速維持在0.9~2.1m/s的范圍內(nèi)。 有時(shí)應(yīng)用大曲率半徑彎管代替彎頭,彎管曲率半徑最好不小于管徑的5倍。用兩個(gè)45°彎管代替一個(gè)90°彎管在減輕流體方向突變?cè)斐筛g方面也非常有效。
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